海上“超級帶貨王”是如何煉成的
◎本報記者 金 鳳
萬里長江經(jīng)過江蘇南通時,迎來一片最為寬闊的水面。這里也是長江最為繁忙的航段之一。
近日,科技日報記者走進長江邊的南通中遠海運川崎船舶工程有限公司(以下簡稱南通川崎),在50萬噸級的船塢內(nèi),一座龐然大物映入眼簾。
高高聳立的集裝箱綁扎橋,最多能裝載24188個標(biāo)準(zhǔn)集裝箱,滿載后可達24層樓高,船長399.99米,甲板面積相當(dāng)于3.5個標(biāo)準(zhǔn)足球場大……這就是目前世界最大級別的“24188標(biāo)箱超大型集裝箱船”(以下簡稱24188箱船)。
前不久,南通川崎自主研發(fā)設(shè)計建造的同系列船型中的第五艘船“東方澤布呂赫”號(OOCL ZEEBRUGGE)在大連如期交付。
24188標(biāo)箱系列船是目前全球市場上設(shè)計航速最高、裝箱量最大的集裝箱船,被稱為海上“巨無霸”和“帶貨王”。它融合了當(dāng)今船舶建造領(lǐng)域的前沿技術(shù),多項指標(biāo)達到世界領(lǐng)先水平,為國家高技術(shù)船舶名錄產(chǎn)品和江蘇省重大科技成果轉(zhuǎn)化項目,堪稱船舶設(shè)計與建造領(lǐng)域的“明珠”。
突破技術(shù)難題,打造堅固的海上“巨無霸”
“大型船舶在海上航行時,艙口圍、主甲板部位的強度和剛度很重要,這些部位受到的應(yīng)力最大。根據(jù)事故統(tǒng)計數(shù)據(jù),裂紋往往從艙口圍、主甲板區(qū)域產(chǎn)生,因為貨艙區(qū)域開口很大,角隅處應(yīng)力集中,為了確保船舶足夠堅固,同時兼顧重量控制,我們在主甲板和艙口圍部位使用了一款厚達90毫米的極厚止裂鋼板?!蹦贤ùㄆ辄h委書記、副總經(jīng)理徐文宇介紹。
如此厚的板材要采用對接焊拼接起來,每道焊縫至少需要數(shù)十道焊接工序,且要求拍片檢驗時達到100%的合格率,持有特殊焊接資質(zhì)的人員方可操作,難度之大、工藝要求之高可想而知。
在高應(yīng)力區(qū)開管路貫穿孔是非常有挑戰(zhàn)性的課題,為了確保超大型集裝箱船船體結(jié)構(gòu)安全,設(shè)計團隊創(chuàng)新鋼板的開孔工藝和強度補償方法,以信息化技術(shù)為支撐,實現(xiàn)了極厚鋼板切割的一次成型,提升了加工效率,確保了產(chǎn)品質(zhì)量。甲板開孔成果的應(yīng)用,不僅實現(xiàn)了管路布置方式、貫穿形式在箱船設(shè)計中的創(chuàng)新和優(yōu)化,也實現(xiàn)了管路數(shù)量的進一步優(yōu)化。
集裝箱綁扎系統(tǒng)是集裝箱船舾裝設(shè)計的重中之重。徐文宇介紹,該船的集裝箱綁扎橋采用外綁優(yōu)先、內(nèi)外綁兼用的四層橋雙綁綁扎系統(tǒng),可實現(xiàn)標(biāo)箱、高箱無限制裝載;同時,45英尺集裝箱專用箱位采用業(yè)內(nèi)首創(chuàng)的對稱布置方案,可滿足45英尺和40英尺集裝箱混合裝載時的綁扎需求。這些先進的設(shè)計極大地增強了該系列船的裝箱能力和靈活性。
精度控制是綁扎橋設(shè)計的關(guān)鍵之一,面對萬余只綁扎橋眼板空間測量難題,項目團隊深入研究后引進全新的空間測量設(shè)備裝置。該團隊通過三維建模,模擬真實裝載情況,經(jīng)過數(shù)據(jù)測量、分析、演算后得出結(jié)果,讓難題迎刃而解。
“只有堅持自主創(chuàng)新,不斷提升自主設(shè)計能力,才能在國際競爭中掌握主動權(quán)?!毙煳挠钫f。
智能化、綠色化設(shè)計,助力船舶安全、低碳航行
24188箱船的研發(fā),還融合了最新的智能化手段。徐文宇介紹,該船擁有高度集成自動化的綜合駕駛臺,配備船岸數(shù)據(jù)平臺等多種智能系統(tǒng),具備航線優(yōu)化、主機監(jiān)測等多種功能,可實現(xiàn)智能化船舶管理。
“就航線優(yōu)化來說,智能系統(tǒng)會在船舶遭遇臺風(fēng)或者在航線上遇到其他船舶時,幫助駕駛員決策,設(shè)計新的航線和合適的航速等?!毙煳挠钫f。
此外,技術(shù)團隊通過對理論知識、船級規(guī)范深入研究,創(chuàng)造性地拓展了技術(shù)路線方案,實現(xiàn)對船體結(jié)構(gòu)全生命周期的智能安全管理,大大提高了船體的安全水平,獲得船東高度認可。
一系列創(chuàng)新設(shè)計,使24188箱船成功獲得美國船級社的智能船舶符號。
向綠色低碳轉(zhuǎn)型是我國船舶工業(yè)新的發(fā)力點。徐文宇介紹,該船從設(shè)計之初,就秉持綠色環(huán)保理念。技術(shù)團隊為該船配置脫硫塔和岸電系統(tǒng),并采用了環(huán)保冷媒和壓載水處理裝置,使該船獲得了美國船級社綠色船舶符號。
“我們還為該船配備了超長沖程主機和世界最大容量永磁軸帶發(fā)電機,并通過船體低阻線型優(yōu)化,結(jié)合高效節(jié)能系統(tǒng),該船的整體油耗和單箱油耗在同級別船型中處于世界領(lǐng)先水平,能效指數(shù)EEDI優(yōu)于基準(zhǔn)值50%以上,這遠超國際海事組織(IMO)Phase3階段要求?!毙煳挠钫f。
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